Proposta de um Sistema Fotovoltaico Conectado Rede para Eficientizao do Uso da

Energia Eltrica no CT/UFRJ

Luciana Abreu da Conceio

PROJETO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO DEPARTAMENTO DE

ENGENHARIA ELTRICA DA ESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE

FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS

NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE ENGENHEIRO

ELETRICISTA.

Aprovada por:

_________________________________

Prof.:Walter Issamu Suemitsu, Dr.Ing

(Orientador)

__________________________________

Prof. Srgio Sami Hazan, Ph. D

(Membro da banca)

___________________________________

Prof. Jorge Luiz do Nascimento, Dr.Eng

(Membro da banca)

UFRJ

RIO DE JANEIRO

Julho de 2011

ii

AGRADECIMENTOS

Concluir a graduao acredito ser o meu maior desafio de vida. A

responsabilidade aumentou ao cumprir este desafio numa das maiores e mais renomadas

universidades do Brasil.

Agradeo aos meus pais, Antnia e Alberto, que me proporcionaram realizar

este grande sonho, sem eles no seria possvel chegar at aqui.

Aos professores com os quais tive a oportunidade de dividir alegrias, tristezas,

mas, sobretudo adquirir conhecimento tcnico para a vida de um engenheiro eletricista.

Ao meu querido Z, que me ajudou sempre com pensamentos positivos para a

minha caminhada.

Aos amigos, agradeo por todo apoio dado a mim e as alegrias vividas no

campus e fora dele. Em especial aos amigos Marcos, Glucio, Marilu e Gisele.

iii

RESUMO

O objetivo do presente trabalho a proposta de um sistema fotovoltaico de

energia eltrica a ser conectado rede para gerao de energia a ser utilizada para

proporcionar eficientizao energtica no consumo durante o horrio de ponta e na

demanda, quando esta ultrapassada no Centro de Tecnologia da Universidade Federal

do Rio de Janeiro CT / UFRJ.

As faturas de energia eltrica do ano de 2009 foram estudadas a fim de analisar o

perfil de consumo e demanda do CT / UFRJ.

A partir da especificao tcnica de um sistema fotovoltaico de energia eltrica,

estimada a energia alternativa produzida anualmente pelo sistema e sua conseqente

economia na fatura de energia. Alm disso, a idia suprir a demanda de energia

quando esta ultrapassar a demanda contratada. O estudo de viabilidade econmica

utiliza ndices econmicos que permitem traduzir a atratividade de um investimento.

Dentre estes ndices, a relao custo benefcio (RCB) e o tempo de retorno do capital

sero ndices imprescindveis de anlise.

A partir dos resultados preliminares encontrados pode-se afirmar que a

implantao do projeto vivel, apesar do alto investimento inicial necessrio para tal e

da necessidade de estudos complementares para analisar todos os aspectos tcnicos da

referida implantao.

Palavras-Chave: Sistema fotovoltaico, Energia Alternativa, Eficientizao Energtica,

Reduo de Demanda

iv

ABSTRACT

The aim of this paper is the proposal of a photovoltaic power system to be

connected to the low voltage electrical network as a measure of energy efficiency to

be implemented to provide energy efficiency to the consumption in the high power

consumption hours and when the demand is exceeded at the CT / UFRJ.

The bills of energy in 2009 were studied to analyze the consumption and

demand profile of Technology Center.

From technical specification of a photovoltaic energy system, the alternative

energy produced annually by the photovoltaic system was estimated and its

consequent economy in energy bill at peak hours. Moreover, the idea is to

supply the energy demand when it exceeds the demand contractually committed.

The economic feasibility study uses economic indicators that convey the excitement of

investment. These indices can highlight the cost benefit relationship (CBR ) and time of

return of the capital.

The preliminary results show that the project implementation could be

economically feasible, despite the high initial investment required for this and the need

for complementary studies to analyze other technical aspects of the implementation.

Key words: PV, Alternative Energy,Energy Eficiency, Demand Reduction

v

Lista de Figuras e Tabelas

Figura 1 Taxas mdias anuais de crescimento do PIB e do consumo de energia

eltrica.

17

Figura 2 - Localizao do Centro de Tecnologia no Campus da UFRJ 28

Figura 3 - Seccionadora Principal do CT-UFRJ 29

Figura 4 - Localizao Aproximada das Subestaes do CT-UFRJ 29

Figura 5 - Evoluo do consumo de energia eltrica nos ltimos cinco anos. 31

Figura 6 - Diagrama esquemtico de sistema fotovoltaico conectado

diretamente rede eltrica de baixa tenso.

33

Figura 7 - Exemplo de Sistema Fotovoltaico distribudo Conectado Rede 34

Figura 8 - Especificaes Fsicas do Sistema Fotovoltaico Conectado Rede. 36

Figura 9a Caractersticas de Voltagem x Corrente dos mdulos fotovoltaicos em vrias temperaturas de clulas Especificaes Eltricas do Sistema

fotovoltaico conectado rede

36

Figura 9b - Caractersticas de Voltagem x Corrente dos mdulos fotovoltaicos

em vrios nveis de irradiao

36

Figura 10 - Radiao solar mdia na Cidade do Rio de Janeiro. 37

Figura 11 - Radiao solar mdia mensal e anual no plano inclinado na Cidade

do Rio de Janeiro.

38

Tabela 4.1 Consumo Nacional de Energia Eltrica por Classe 15 Tabela 5.1- Potncia Total das Subestaes do Centro de Tecnologia 30

Tabela 5.1.1 - Consumo de energia eltrica no CT nos ltimos cinco anos. 31

Tabela 6.1.1.1 Especificaes Eltricas do Sistema Fotovoltico Conectado Rede.

35

Tabela 6.1.2.2 - Clculo mensal da energia produzida por meio de um sistema

de 10 kW com mdulos fotovoltaicos no Rio de Janeiro.

40

Tabela 6.1.3.1 - Custos da aquisio do sistema fotovoltaico emitido pelo

fornecedor Solar

41

Tabela 6.1.4.1- Estimativa de reduo de Consumo no Horrio de Ponta

anualmente.

42

Tabela 6.1.4.2- Estimativa de reduo de Demanda de Ultrapassagem

anualmente.

42

Tabela 6.1.5.1- Valor da RBC do SFCR para consumo na ponta 43

Tabela 6.1.5.2 - Valor da RBC do SFCR para demanda de ultrapassagem. 43

Tabela 6.1.5.3 Tempo de Retorno Simples 43

vi

SUMRIO

AGRADECIMENTOS ii

RESUMO iii

ABSTRACT iv

LISTA DE FIGURAS E TABELAS v

1- IN 1. INTRODUO 1

1.1. Objetivo. 2

1.2 Metodologia. 3

2. EFICINCIA ENERGTICA E SEUS POTENCIAIS DE CONSERVAO

4

2.1. Programas de Incentivo. 5

2.1.1 PROCEL. 5

2.1.2 Barreiras. 6

2.1.2.1. Imperfeies de Governo. 6

2.1.2.2 Aspectos Institucionais. 7 2.1.2.3 Infraestrutura. 7 2.1.2.4 Informao e Treinamento. 7

2.1.2.5 Concessionrias. 8 2.1.2.6 Procedimento de Compras. 9

3. EDIFCIOS INTELIGENTES 10

3.1.Tcnicas e Prticas Utilizadas no Edifcio Verde 10

3.2 Energia Solar 11

3.1.2.1.Radiao Solar 12

3.1.2.2.Tecnologias de Aproveitamento 13

3.3. Sustentabilidade 14

4. EVOLUO DO CONSUMO DE ENERGIA ELTRICA 15

4.1. Anlise do Perfil de Consumo. 17 4.1.1.Fator de Carga. 17

4.1.2 Fator de Potncia. 19

4.2. Avaliaes do Projeto de Eficincia Energtica. 22 4.2.1. Avaliao Econmica e Financeira. 22

4.2.2. Valor Presente Lquido. 23

4.2.3. Tempo de Retorno de Capital. 24 4.2.4. Relao Benefcio Custo RBC. 25

5. O CENTRO DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL

DO RIO DE JANEIRO CT UFRJ

26

5.1. Consumo de Energia Eltrica no CT 30

5.1.1. Tarifao. 32

6. PROPOSTA TCNICA 33 6.1. Sistemas Fotovoltaicos de Energia Conectados Rede SFCR. 33

6.1.1. Caractersticas do Sistema Fotovoltaico. 35

6.1.2. Clculo da Estimativa de Energia a Ser Produzida pelo SFCR. 37 6.1.3. Gastos de Instalao. 41

6.1.4. Estimativas de Reduo de Consumo na Ponta e Demanda de Ultrapassagem

42

6.1.5. Relao Benefcio- Custo e Tempo de Retorno.

43

vii

7. CONCLUSO 45

8. BIBLIOGRAFIA 47 Anexo 1- Tabela de dados faturamento de energia 50

Anexo 2- Definies e Siglas Principais 53

Anexo 3 Grupos Tarifrios 56

1

1. Introduo

O consumo de energia eltrica nos diversos setores da economia vem aumentando

gradualmente nos ltimos anos. A gerao de energia eltrica no Brasil em centrais de

servios pblicos e autoprodutores atingiu 466,2 TWh em 2009, resultado 0,7% superior ao

de 2008, segundo BEN-2010. O consumo de energia eltrica nas edificaes corresponde a

cerca de 45% do consumo faturado no pas. Estima-se um potencial de reduo deste

consumo em 50% para as novas edificaes e de 30% para aqueles que promoverem reformas

que contemplem os conceitos de eficincia energtica em edificaes[1].

Hoje o conceito de edifcio verde (em ingls, Green Building), em que alm da

arquitetura voltada para as vantagens naturais como iluminao e ventilao, so utilizadas

fontes renovveis para prover a energia eltrica, voltou a ficar em evidncia.

Os prdios do Centro de Tecnologia foram projetados por volta de 1940, perodo no

qual estes conceitos no eram sistematizados como atualmente. Apesar disso, procurou-se

direcionar o CT em relao curva do sol, buscando o aproveitamento da luz natural e, alm

disso, sua arquitetura composta por janelas altas e grandes, paredes de espessuras dobradas e

tetos altos nas salas e baixos nos corredores, para conservar o calor no inverno e atenu-lo no

vero. Como apesar destas caractersticas, o consumo de energia eltrica hoje elevado, uma

alternativa corretiva seria fazer um retrofitting para aplicar as tecnologias atuais e, assim,

contribuir para a reduo do consumo de energia eltrica.

A alternativa proposta a utilizao de um sistema fotovoltaico, definido como

gerao de energia eltrica atravs da energia solar, conectado diretamente rede eltrica para

suprir o consumo de energia no horrio de ponta nos perodos de vero e a demanda de

ultrapassagem. A energia gerada destinada a atender a edificao, e seu excedente seria

injetado na rede eltrica sem que haja necessidade de seu armazenamento atravs de baterias.

2

1.1. Objetivo

O objetivo do projeto orientar quanto gerao de energia eltrica utilizando a

energia solar atravs de um sistema fotovoltaico conectado diretamente rede eltrica, que

proporcione uma gerao limpa sem agresso ao meio ambiente e, ao mesmo tempo, reduza o

consumo de energia eltrica no CT UFRJ. Esta uma medida complementar aos projetos de

Eficincia Energtica j implantados no CT UFRJ, como a troca de lmpadas fluorescentes

por outras de menor consumo e a troca de aparelhos de ar condicionado por outros mais

eficientes.

No captulo 2, sero apresentados conceitos bsicos sobre eficincia energtica voltada

para as edificaes atravs de programas de incentivo, bem como as barreiras para sua

implantao.

No captulo 3, ser feita uma abordagem sobre a tecnologia verde adotada nos Green

Building e uma viso a respeito de Sustentabilidade.

No captulo 4, haver uma amostragem da relao do aumento gradativo do consumo de

energia eltrica no Brasil com os diversos setores da economia: residencial, industrial,

comercial e outros.

No captulo 5, haver uma apresentao da metodologia proposta para o trabalho.

No captulo 6, ser caracterizado o Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio

de Janeiro.

Por fim, ser apresentada a anlise da proposta da gerao de energia eltrica por meio de

um sistema fotovoltaico de energia conectado diretamente rede para reduo do consumo no

CT URFJ.

3

1.2. Metodologia

O Plano de Trabalho estar dividido em fases conforme descrito abaixo:

Avaliao do ambiente estudado No captulo 5, apresentado a viso geral do

Centro de Tecnologia e seus componentes, assim como o sistema eltrico que atende as suas

instalaes.

Anlise tcnica e interpretao Na seo 5.1, temse a interpretao e anlise do

consumo de energia eltrica a partir da fatura emitida pela concessionria nos ltimos 5 anos,

com o objetivo de analisarmos as particularidades do consumo ao longo do ano.

Proposta tcnica No captulo 6, apresenta-se o sistema fotovoltaico de energia

eltrica conectado rede e suas caractersticas tcnicas como forma de eficientizao no

CT/UFRJ. Tambm mostrada a estimativa passvel produzida pelo sistema fotovoltaico.

Anlise Econmica Na seo 6.1.4, feita avaliao da viabilidade do projeto a

partir da relao entre o consumo faturado no ano de 2009 no CT/UFRJ e a energia produzida

pelo sistema fotovoltaico.

4

2. EFICINCIA ENERGTICA E SEUS POTENCIAIS DE

CONSERVAO

A Eficincia Energtica est associada produtividade, proteo do meio ambiente e

ao desenvolvimento sustentvel, que visa garantir o atendimento das necessidades atuais das

sociedades sem comprometer a capacidade das geraes futuras de atenderem as suas

necessidades.

As opes de Eficincia Energtica, alm de trazerem benefcios diretos para o

usurio, agregam tambm grandes melhorias para a sociedade, pois promovem um alvio do

sistema energtico nacional. Nesse sentido, as aes de Eficincia Energtica podem ser

vistas como uma forma de produo de energia descentralizada, tendo como conseqncia o

aumento da mesma. Isso porque tais aes podem contribuir para a reduo de emisso de

CO2 e outros gases que agravam o efeito estufa. Casos de usinas que utilizam a queima de

combustveis para gerar energia eltrica, que no o caso do Brasil, j que o mesmo utiliza

hidroeltricas para suprir a maior parte de seu sistema eltrico nacional e estas so

consideradas uma forma de energia limpa. No caso do Brasil, o benefcio associado

preservao do meio ambiente est relacionado ao fato de se evitar a construo de novas

usinas hidroeltricas, de maneira a diminuir o alagamento de grandes reas, modificando, com

isso, a fauna e a flora local.

Qualquer atividade em uma sociedade moderna s possvel com o uso intensivo de

uma ou mais formas de energia.

Portanto, a conservao de energia, ou, em outras palavras, o uso racional de energia,

que significa melhorar a maneira de se utilizar a mesma sem abrir mo do conforto e das

vantagens que ela proporciona, de mister relevncia. Sendo assim, esta eficincia energtica

vem sendo aplicada para que este objetivo seja alcanado.

5

2.1. Programa de Incentivo

Para adequar o sistema eltrico nova necessidade de modernizao, foram criados

programas de incentivo conservao de energia atravs do Programa Nacional de

Conservao de Energia (PROCEL).

2.1.1. PROCEL

Criado pelo governo federal, em 1985, o programa executado pela Eletrobrs e

utiliza recursos da empresa, da Reserva Global de Reverso (RGR), e tambm recursos de

entidades internacionais.

Em seus 20 anos de existncia, o Procel j economizou 22 bilhes de kWh, o que

corresponde ao consumo do estado da Bahia, durante um ano, ou cerca de 13 milhes de

residncias nesse mesmo perodo. O investimento realizado nas duas dcadas foi de

aproximadamente R$ 855 milhes, proporcionando investimentos postergados no sistema

eltrico brasileiro da ordem de R$ 15 bilhes [2].

Em 1993, foi institudo o Selo Procel de Economia de Energia, que indica ao

consumidor, no ato da compra, os produtos que apresentam os melhores nveis de eficincia

energtica dentro de cada categoria. O objetivo estimular a fabricao e a comercializao

de produtos mais eficientes, contribuindo para o desenvolvimento tecnolgico e a reduo de

impactos ambientais.

Desde 199 o Prmio Nacional de Conservao e Uso Racional de Energia, conhecido

como Prmio Procel, reconhece o empenho e os resultados obtidos pelos agentes que atuam

no combate ao desperdcio de energia. Concedido anualmente, o prmio visa estimular a

sociedade a implementar aes que efetivamente reduzam o consumo de energia eltrica.

Outra alternativa para acabar com o desperdcio consiste em ampliar e organizar as

aes com o objetivo de incentivar a conservao e o uso eficiente dos recursos naturais

6

(gua, luz, ventilao) nas edificaes, reduzindo os desperdcios e os impactos sobre o meio

ambiente. Nesta conjuntura, o PROCEL atua atravs do projeto PROCEL Edifica [3].

O Procel conta, ainda, com os seguintes subprogramas: Procel GEM (Gesto

Energtica Municipal), Sanear, Indstria, Prdios Pblicos e Reluz.

2.1.2. Barreiras

Existem diferentes barreiras que limitam a implementao de medidas de eficincia

energtica em instituies pblicas brasileiras e sua importncia varia de acordo com os

setores, instituies e regies, embora tendam a diminuir medida que as tecnologias

progridam e conquistem sua fatia de mercado.

A seguir sero listadas as principais barreiras s medidas de eficincia energtica.

2.1.2.1. Imperfeies de Governo

Algumas sinalizaes para o desperdcio de energia so frutos de polticas que,

visando um objetivo especfico, acabam incentivando a ineficincia energtica. O mais

importante exemplo em um passado recente foi a poltica governamental de manter os preos

de muitos energticos abaixo do custo como forma de reduzir os ndices de inflao.

Atualmente, as taxas de juros elevadas para atrair capitais internacionais reduzem a

atratividade de aes de conservao, que, por sua vez, exigem investimentos antecipados. A

sobrevalorizao cambial do real tambm reduz a atratividade de solues renovveis

internas, haja visto que reduz a competitividade com os combustveis fsseis importados.

Grande parte das distores deriva da estrutura centralizada do setor eltrico, to

importante para desenvolver os potenciais hidreltricos. Esta fora hegemnica, por exemplo,

impediu o desenvolvimento esperado de transformao em eletricidade, energias hoje

desperdiadas pelas siderrgicas e na agroindstria sucri-alcooleira.

7

O novo modelo para o setor eltrico, em implantao, incentiva a competio na

gerao, reduz o protecionismo para as concessionrias e cria novos agentes e mecanismos de

competio. Estas so novidades que devem aumentar a eficincia na transformao da

energia primria e podero estimular solues que viabilizem combustveis de base

renovveis. Por outro lado, a privatizao do setor eltrico com a desverticalizao das

concessionrias eltricas pode colocar em risco algumas aes de fomento da eficincia junto

aos consumidores. A funo de regulamentao dos diversos energticos cresce de

importncia para que sejam evitadas distores como as observadas no passado [4].

2.1.2.2. Aspectos Institucionais

A conservao de energia em prdios pblicos possui alguns entraves no que se refere

aos recursos financeiros obtidos com a economia de energia. De forma geral, uma vez que as

despesas com energia eltrica fazem parte do custeio dessas instituies, a economia no se

reverte para o prprio rgo, ao contrrio, ainda tem reduo no seu oramento para o ano

seguinte. Esse fato dificulta a atuao nesse tipo de instituio, pois o estabelecimento em si

no ter benefcios financeiros com um projeto de conservao de energia eltrica.

2.1.2.3. Infraestrutura

A barreira relacionada infraestrutura concentra-se na falta de prestadores de servio

com a especializao necessria para desenvolver projetos desse tipo [5].

2.1.2.4. Informao e Treinamento

A desinformao um grande empecilho para a expanso das tcnicas de eficincia

energtica. Normalmente, os responsveis pelas unidades consumidoras confundem

conservao com racionamento, no possuem informao sobre o assunto e, s vezes, no

acreditam nas informaes que recebem, duvidando assim dos benefcios que podero ter o

que acarreta em uma no sensibilizao e, por conseguinte, em um negligenciamento dos

8

conceitos de conservao de energia eltrica em seus projetos. Esse tipo de atitude ainda

mais acentuado em instituies pblicas, onde a verba para a aquisio de equipamentos

pouca, e os funcionrios responsveis pela manuteno aliam a falta de informao com a

falta de recursos financeiros, optando na maioria das vezes por equipamentos baratos e

conseqentemente ineficientes.

Uma maneira de superar esta barreira informacional, a partir da difuso dos conceitos

e tcnicas de eficincia energtica, derivou da criao da Comisso Interna de Conservao de

Energia (CICE).

A criao da CICE uma obrigao legal prevista no decreto 99.656, de 26 de outubro

de 1990, que dispe sobre a criao desta comisso nos rgos ou entidades da Administrao

Federal direta e indireta, fundaes, empresas pblicas e sociedades de economia mista

eltrica superior a 600.000 kWh.

Apesar de a obrigao ser somente para rgos pblicos, a CICE um instrumento

importante e que deveria ser implementado em todos os tipos de unidades consumidoras de

grande porte [6].

2.1.2.5. Concessionrias

Na maioria dos casos, as concessionrias aumentam seus lucros quando vendem mais

energia e reduzem quando vendem menos. Portanto, no h interesse por parte das mesmas

em incentivar a eficincia energtica. No entanto, o alto ndice de inadimplncia em pases em

desenvolvimento pode ser utilizado como incentivo s concessionrias, j que existe um

nmero expressivo de consumidores, s vezes pblicos, que no arcam com seus deveres

financeiros. Portanto, ao incentivarem a eficincia do uso de eletricidade por parte destes

consumidores, as concessionrias reduziro seus prejuzos, disponibilizando mais eletricidade

para quem pode pagar por ela.

9

2.1.2.6. Procedimento de Compra

Para implementar um projeto de eficincia necessrio que, durante o processo de

licitao dos equipamentos, exista uma especificao tcnica adequada ao tipo de produto que

se quer adquirir. Muitas vezes a falta de uma especificao correta implica na compra de

produtos de m qualidade e que no traro os benefcios esperados. Portanto, a incapacidade

dos tcnicos em especificar os equipamentos torna-se um problema para implementao desse

tipo de projeto.

10

3. EDIFCIOS INTELIGENTES

Edifcios Inteligentes ou Edifcios Verdes, no termo em ingls, Green Building, so

aqueles cuja concepo, construo e operao atribuem conceitos sustentveis, ou seja, as

construes reduzem o consumo de recursos como energia, materiais, gua e terra, alm da

carga ecolgica, proporcionando no somente benefcios econmicos, como tambm sade e

bem estar s pessoas.

O conceito de edifcio verde adiciona aspectos que geram benefcios diretos e

indiretos, como operar de forma passiva, ser mais eficiente no consumo de energia e gua,

utilizar de menos recursos em sua construo, e apresentar tendncia de ser mais simples em

sua operao, assegurando uma vida mais longa.

Um edifcio com conceito Green Building pode apresentar uma economia de 30% no

consumo de energia, 35% de reduo na emisso de gs carbnico, 30% a 50% no consumo

de gua e 50% a 90% em relao ao descarte de resduo [7].

No Brasil, na cidade do Rio de Janeiro, temos o edifcio Cidade Nova, ocupado pela

Petrobras como o primeiro edifcio comercial com certificao verde do pas.

3.1.1. Tcnicas e Prticas Utilizadas no Edifcio Verde

O edifcio verde incorpora uma vasta gama de prticas e tcnicas para reduzir ou

eliminar o impacto do edifcio ao meio ambiente. No lado esttico da arquitetura verde ou

projeto sustentvel est a filosofia de projetar um edifcio que est em harmonia com as

caractersticas e recursos naturais dos arredores do local onde ser implantado.

Existem vrios passos no projeto de um edifcio sustentvel: especificar materiais

verdes de fontes locais, reduzir as cargas, aperfeioar os sistemas, e gerar energia renovvel

no local.

Para minimizar as cargas de energia e carga trmica na envoltria, essencial orientar

o edifcio para aproveitar as brisas e evitar a radiao solar excessiva. A luz natural deve ser

11

explorada atravs do dimensionamento correto de aberturas e, assim, reduzir o uso de

iluminao artificial durante o dia. A radiao solar pode ser aproveitada para aquecer os

ambientes nos perodos frios, porm deve ser considerado o projeto de sombreamento

adequado para prevenir do calor excessivo no vero.

Os ventos predominantes podem ser utilizados para ventilar e resfriar naturalmente o

edifcio no vero. Massa trmica utilizada para armazenar o calor ganho durante o dia e

liber-lo noite, diminuindo a variao diria de temperatura no interior. O uso de isolamento

o passo final para aperfeioar a estrutura. Aberturas e paredes bem isoladas ajudam a reduzir

as perdas de calor no inverno, minimizando o uso de energia para aquecimento.

Aperfeioar o sistema de aquecimento e resfriamento atravs da instalao de

equipamentos eficientes e inspees regulares o prximo passo. Comparado com o uso de

equipamentos eficientes so relativamente mais caros e podem adicionar custos significativos

ao projeto. Entretanto um projeto bem elaborado e integrado pode reduzir custos, por

exemplo, uma vez que o edifcio foi projetado para ser mais eficiente energeticamente,

possvel reduzir as cargas dos sistemas de aquecimento ou resfriamento.

Por ltimo, o uso de fontes renovveis de energia, como a energia solar, pode reduzir

significativamente o impacto ambiental do edifcio.

3.1.2. Energia Solar

Quase todas as fontes de energia hidrulica, biomassa, elica, combustveis fsseis e

energia dos oceanos so formas indiretas de energia solar. Alm disso, a radiao solar pode

ser utilizada diretamente como fonte de energia trmica para aquecimento de fluidos e

ambientes e para gerao de potncia mecnica ou eltrica. Pode ainda ser convertida

diretamente em energia eltrica, por meio de efeitos sobre determinados materiais, entre os

quais se destacam o termoeltrico e o fotovoltaico.

12

O aproveitamento da iluminao natural e do calor para aquecimento do ambiente,

denominado aquecimento solar passivo, decorre da penetrao ou absoro da radiao solar

nas edificaes, reduzindo, com isso, as necessidades de iluminao e aquecimento. Assim,

um melhor aproveitamento da radiao solar pode ser feito com o auxlio de tcnicas mais

sofisticadas de arquitetura e construo.

A converso direta da energia solar em energia eltrica ocorre pelos efeitos da

radiao (calor e luz) sobre determinados materiais, particularmente os semicondutores. Entre

esses, destacam-se os efeitos termoeltrico e fotovoltaico. O primeiro caracteriza-se pelo

surgimento de uma diferena de potencial, provocada pela juno de dois metais, em

condies especficas. No segundo, os ftons contidos na luz solar so convertidos em energia

eltrica, por meio do uso de clulas solares.

3.1.2.1. Radiao solar

Alm das condies atmosfricas (nebulosidade, umidade relativa do ar, etc.) a

disponibilidade de radiao solar, tambm denominada energia total incidente sobre a

superfcie terrestre, depende da latitude local e da posio no tempo (hora do dia e dia do

ano). Isso se deve inclinao do eixo imaginrio em torno do qual a Terra gira diariamente

(movimento de rotao) e trajetria elptica que a Terra descreve ao redor do Sol (translao

ou revoluo).

A maior parte do territrio brasileiro est localizada relativamente prxima da linha do

Equador, de forma que no se observam grandes variaes na durao solar do dia. Desse

modo, para maximizar o aproveitamento da radiao solar, pode-se ajustar a posio do

coletor ou painel solar de acordo com a latitude local e o perodo do ano em que se requer

mais energia. No Hemisfrio Sul, por exemplo, um sistema de captao solar fixo deve ser

orientado para o Norte, com ngulo de inclinao similar ao da latitude local.

13

A radiao solar depende tambm das condies dinmicas e atmosfricas. Somente

parte da radiao solar atinge a superfcie terrestre, devido reflexo e absoro dos raios

solares pela atmosfera. Mesmo assim, estima-se que a energia solar incidente sobre a

superfcie terrestre seja da ordem de 10 mil vezes o consumo energtico mundial [8].

importante ressaltar que mesmo as regies com menores ndices de radiao

apresentam grande potencial de aproveitamento energtico.

3.1.2.2. Tecnologias de aproveitamento

Alm dos processos trmicos, a radiao solar pode ser diretamente convertida em

energia eltrica, por meio de efeitos da radiao (calor de luz) sobre determinados materiais,

particularmente os semicondutores. Entre esses, destacam-se os efeitos termoeltrico e

fotovoltaico. O primeiro se caracteriza pelo surgimento de uma diferena de potencial

provocada pela juno de dois metais, quando tal juno est a uma temperatura mais elevada

do que as outras extremidades dos fios. Embora muito empregado na construo de medidores

de temperatura, seu uso comercial para a gerao de eletricidade tem sido impossibilitado

pelo baixo rendimento obtido e pelo custo elevado do material.

O efeito fotovoltaico decorre da excitao dos eltrons de alguns materiais na presena

da luz so

lar (ou outras formas apropriadas de energia). Dentre os materiais mais adequados

para a converso da radiao solar em energia eltrica, os quais so usualmente chamados de

celulas solares ou fotovoltaicas, destaca-se o silcio. A eficincia de converso das clulas

solares medida pela proporo da radiao solar incidente sobre a superfcie da clula que

convertida em energia eltrica. Atualmente, as melhores clulas apresentam um ndice de

eficincia de 25% [9].

14

3.2. Sustentabilidade

A sustentabilidade um termo recente [10].The Independence, uma publicao

britnica, comeou no incio do ano de 1990 a utiliz-lo para definir as atribuies de

edifcios inteligentes que garantam melhor qualidade de vida aos seus habitantes e promovam

baixos impactos ambientais. No Brasil o termo comea a ser aplicado tambm com esse

objetivo [11].

Na velocidade com que o mundo se desenvolve, fcil prever que as cidades do futuro

abrigaro muito mais pessoas do que hoje. Segundo previses do World Bank Group (2003),

em 2050, 75% da populao mundial viver em cidades e, com isso, aumentar a produo de

lixo e o consumo de energia, combustveis fsseis e produo de CO2 Com a conscientizao

de que os edifcios inteligentes e sustentveis so menos agressivos ao meio ambiente e o

retorno financeiro garantido, h a oportunidade de diminuir os efeitos da urbanizao futura.

A sustentabilidade baseada em trs aspectos: o ambiental, o econmico e o social,

que devem coexistir em equilbrio. Como estes aspectos representam variveis independentes,

as escolhas resultantes sero diferentes em cada situao apresentada. A busca pelo caminho

de maior sustentabilidade abrange todos os envolvidos no projeto e execuo do ambiente

edificado.

Um projeto sustentvel deve ser ecologicamente correto, socialmente justo e

economicamente vivel, envolvendo com isso diversas variveis, dentre as quais o uso

racional de energia tem posio de destaque.

15

4. A EVOLUO DO CONSUMO DE ENERGIA ELTRICA

A energia eltrica faz parte do desenvolvimento das atividades dentro de uma

sociedade nos mais diversos campos de aplicao industrial, comercial e residencial.

No Brasil, no perodo compreendido pelas ltimas quatro dcadas, o consumo final de

energia cresceu razo de 3% ao ano. "O consumo de energia pela indstria vem aumentando

gradativamente. A demanda pelo insumo alcanou 35, 378 GWh. No ano de 2010 o consumo

de energia eltrica no Brasil cresceu 4% em novembro, acumulando, no ano, alta de 8,1%. O

consumo residencial evoluiu 3,9% em novembro/2010 em comparao ao mesmo ms em

2009 que representa um consumo total de 8.971 GWh[12].

Tabela 4.1 - Consumo Nacional de Energia Eltrica por classe

Consumo

(GWh)1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Brasil 243.074 257.330 273.280 284.522 292.188 307.529 283.257 293.226

Residencial 63.576 68.581 74.089 79.340 81.291 83.613 73.622 72.718

Industrial 111.626 117.128 121.717 121.979 123.893 131.278 122.539 130.927

Comercial 32.276 34.388 38.198 41.544 43.588 47.626 44.434 45.222

Outros 35.596 37.234 39.276 41.659 43.416 45.011 42.663 44.359

Crescimento 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Brasil 7,8 5,9 6,2 4,1 2,7 5,3 -7,9 3,5

Residencial 13,6 7,9 8 7,1 2,5 2,9 -11,9 -1,2

Industrial 4 4,9 3,9 0,2 1,6 6 -6,7 6,8

Comercial 11,9 6,5 11,1 8,8 4,9 9,3 -6,7 1,8

Outros 6,7 4,6 5,5 6,1 4,2 3,7 -5,2 4

Consumo

(GWh)2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Brasil 306.987 330.598 345.512 357.514 378.359 392.688 368.688 419.016

Residencial 76.162 78.470 82.644 85.784 89.885 94.746 100.776 107.160

Industrial 136.221 155.054 159.838 164.565 175.701 180.049 166.181 183.743

Comercial 47.531 49.686 53.035 55.369 58.647 61.813 65.255 69.086

Outros 47.073 47.389 49.995 51.796 54.125 56.079 56.477 59.027

Crescimento 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Brasil 4,7 7,7 4,5 3,5 5,8 3,8 -1 7,8

Residencial 4,7 3 5,3 3,8 4,8 5,4 6,4 6,3

Industrial 4 13,8 3,1 3 6,8 2,5 -7,7 10,6

Comercial 5,1 4,5 6,7 4,4 5,9 5,4 5,6 5,9

Outros 6,1 0,7 5,5 3,6 4,5 3,6 0,7 4,5

Fonte: Consumos at 2003 Eletrobrs; 2004 em diante - EPE

16

A anlise da evoluo do consumo de energia eltrica no Brasil relativa da economia

deve ser feita levando em considerao o diferente desempenho da atividade produtiva ao

longo dos anos. [4]

Na dcada de 70 houve crescimento intenso da economia brasileira (8,6% ao ano), o

que se refletiu no consumo de eletricidade que, no mesmo perodo, expandiu 12% ao ano,

indicando elasticidade-renda*2

de 1,40. Foi poca da reestruturao e expanso do parque

industrial nacional, verificada no contexto do processo de substituio de importaes.

J nos anos 80, perodo denominado como dcada perdida, a economia apresentou

comportamento instvel, tendo expandido, em mdia, 1,6% ao ano. Contudo, o consumo de

energia eltrica seguiu crescendo com taxas significativas, consolidando no perodo 5,9% ao

ano, haja vista a maturao e/ou implantao dos grandes projetos industriais previstos no II

PND Plano Nacional de Desenvolvimento, como os de siderurgia e alumnio. Com isso, a

elasticidade-renda do consumo no perodo foi de 3,69. Na dcada de 90, a elasticidade-renda

caiu para 1,59, resultado de um crescimento mdio de 2,7% da economia e de 4,3% do

consumo de eletricidade. A Figura 1 apresenta as taxas mdias anuais de crescimento do PIB

e do consumo de energia eltrica, assim como as elasticidades-renda resultantes.

Na dcada de 90, a elasticidade - renda caiu para 1,59, resultado de um crescimento

mdio de 2,7% da economia e de 4,3% do consumo de eletricidade. Tal fato refletia mudanas

estruturais no perfil da expanso do mercado, principalmente no que se refere indstria

nacional, que se modernizava e fazia uso mais eficiente da eletricidade.

__________________________

*2 - A Elasticidade-Renda da demanda mede o quanto a quantidade demandada de um bem muda com uma alterao na renda dos

indivduos.

17

Figura 1 Taxas mdias anuais de crescimento do PIB e do consumo de energia

eltrica e as elasticidades - renda resultantes.

Fonte: EPE Empresas de Pesquisas Energticas.

4.1. Anlise do perfil de consumo

4.1.1. Fator de carga

Fator de carga definido como a relao entre as demandas mdia e mxima

registradas em um dado intervalo de tempo.

Uma maneira de verificar se a energia eltrica est sendo bem utilizada avaliar o

fator de carga da instalao. Um fator de carga elevado indica que as cargas foram utilizadas

racionalmente ao longo do tempo. Por outro lado, um fator de carga baixo indica que houve

concentrao de consumo de energia em um curto perodo de tempo, determinando uma

demanda elevada. Isso ocorre quando muitos equipamentos so ligados ao mesmo tempo.

O fator de carga obtido por meio de clculo no expresso diretamente na fatura.

Quanto mais alto for esse parmetro, mais baixo ser o preo mdio da energia. Uma vez que

18

o custo da energia eltrica decresce em relao ao crescimento do fator de carga, isto significa

que um pequeno aumento no fator de carga significar uma grande reduo de custo de

energia.

O preo mdio da energia definido pela seguinte frmula:

Na qual:

P mdio Preo mdio da energia eltrica (R$ / kWh)

TD - Tarifa de demanda (R$ / kWh)

TC - Tarifa de consumo (R$ / kWh)

FC Fator de Carga

h Nmero de horas do perodo de faturamento

Administrar o fator de carga significa gerenciar o uso de equipamentos de forma que a

curva de carga torne-se mais constante, o que viabilizar que a demanda seja menor e os

gastos com energia se reduzam.

Para que a gesto seja possvel e no haja risco de ultrapassagem de demanda, a

administrao dos equipamentos deve ser feita por um gerenciador de energia que, aps

anlise, escolhe a determinao das prioridades e dos equipamentos que podem ser ligados e

administrados, assumindo o controle e garantindo uma curva de carga mais constante.

As frmulas dos fatores de carga para os sistemas tarifrios so assim representados:

Tarifa Convencional:

Tarifa Horosazonal Azul:

19

Tarifa Horosazonal Verde:

Nas tarifas Convencional e Horosazonal Verde, o fator de carga nico porque existe

um nico registro de demanda de energia para cada perodo do ano (seco e mido), enquanto

que para a tarifa Horosazonal Azul h dois fatores de carga, um para o horrio de ponta e

outro para fora de ponta, tambm para cada perodo do ano.

4.1.2. Fator de Potncia

Sistemas eltricos operando com excesso de potncia reativa comprometem

desnecessariamente a componente ativa. Nesse caso, possvel um melhor aproveitamento do

sistema eltrico com a reduo da potncia reativa, que aumentar o fator de potncia,

possibilitando um aumento da ativa sem a ampliao da capacidade instalada de gerao,

transmisso das subestaes e dos circuitos eltricos, postergando assim os investimentos.

Alguns aparelhos eltricos, como os motores, alm de consumirem energia ativa,

solicitam energia reativa, necessria para criar o fluxo magntico que o seu funcionamento

exige. Com a relao entre esses dois valores determina-se o fator de potncia mdio em um

determinado perodo. O fator de potncia indica qual porcentagem da potncia total fornecida

(kVA) efetivamente utilizada como potncia ativa (kW). Assim, o fator de potncia mostra

o grau de eficincia do uso dos sistemas eltricos.

Valores altos de fator de potncia (prximos de 1,0) indicam uso eficiente da energia

eltrica enquanto que valores baixos evidenciam seu mau aproveitamento, podendo vir a

20

apresentar sobrecarga em todo o sistema eltrico, tanto do consumidor como da

concessionria.

A cobrana do reativo excedente um adicional aplicado pela concessionria,

justificado pelo fato de que precisa manter seu sistema eltrico com um dimensionamento

maior do que o realmente necessrio e investir em equipamentos corretivos (banco de

capacitores e compensadores sncronos, sendo que esses ltimos trabalham como se fossem

bancos de capacitores com a vantagem de ocuparem menos espao fsico) apenas para suprir

o excesso de energia reativa (baixo fator de potncia) proveniente das instalaes dos

consumidores. As principais causas do baixo fator de potncia so:

Motores operando em vazio ou superdimensionados;

Transformadores operando em vazio ou com pequenas cargas;

Nvel de tenso acima da nominal;

Reatores e lmpadas de descarga com baixo fator de potncia;

Grande quantidade de motores de pequena potncia;

Distoro Harmnica Total (THD).

A legislao que regulamenta os critrios para fornecimento de energia eltrica

determina que o fator de potncia deva ser mantido o mais prximo possvel de 1,0 e

estabelece que a concessionria cubra, com preos da energia ativa, o excedente de energia

reativa que ocorrer quando o fator de potncia da instalao consumidora for inferior ao valor

mnimo de 0,92. Pela legislao, o excedente de energia reativa pode ser tanto capacitivo

quanto indutivo. Se uma determinada instalao apresentar fator de potncia inferior a 0,92, o

valor referente energia reativa excedente j estar sendo cobrado na fatura de energia

eltrica.

O adicional aplicado pela concessionria devido ao baixo fator de potncia pode ser

calculado da seguinte forma para os diferentes sistemas tarifrios:

21

Tarifa Convencional:

Tarifa Horosazonal Azul:

Ponta:

Fora da Ponta:

Tarifa Horosazonal Verde:

Em que:

Aj Valor em reais relativo ao ajuste de fator de potncia a ser cobrado

adicionalmente ao faturamento normal para o respectivo segmento horosazonal;

D Demanda faturada (k W);

TD Tarifa de demanda (R$ / k W);

C Consumo faturado (k Wh);

TC Tarifa de consumo (R$ / k Wh);

FP Fator de potncia verificado no respectivo segmento horosazonal.

Este valor poder ser reduzido ou mesmo eliminado com a adequao do fator de

potncia a nveis mais elevados. A economia obtida ser resultante da quantidade de potncia

reativa (kVAr) que puder ser eliminada da instalao. Algumas medidas podem ser

22

consideradas com esse objetivo: uma delas utilizar equipamentos com fator de potncia

elevado. A indstria oferece determinados equipamentos (reatores de lmpadas de descarga,

motores, transformadores) com variados valores de fator de potncia.

O correto dimensionamento dos equipamentos pode ser tambm uma maneira de

elevar o fator de potncia de uma instalao.

4.2. Avaliaes do Projeto de Eficincia Energtica

Um projeto de eficincia energtica tem que passar por duas etapas: a primeira

consiste na avaliao tcnica proposta para o melhor aproveitamento da energia eltrica, que

no caso deste trabalho foram escolhidas aes mitigadoras quanto ao uso eficaz da energia

eltrica pelos usurios das instalaes do CT. J a segunda se refere proposio de gerao

de energia a partir de um sistema fotovoltaico conectado rede para reduzir consumo de

energia na ponta e demanda de ultrapassagem.

4.2.1. Avaliao Econmica e Financeira

As decises de investimento em alternativas, projetos de economia e uso eficiente da

energia passam, necessariamente, por uma anlise de viabilidade econmica. Tais questes

podem apresentar-se de duas formas: ou limita-se a decidir entre duas alternativas

mutuamente excludentes, ou deseja-se conhecer a economicidade de uma dada alternativa.

Estas anlises, em geral, utilizam ndices econmicos que permitem traduzir a

atratividade de um investimento. Dentre estes ndices so de imensa valia o valor presente

lquido e o tempo de retorno de capital (Pay Back) [2].

23

4.2.2. Valor Presente Lquido

O mtodo do valor presente lquido bastante interessante quando se deseja comparar

alternativas mutuamente excludentes, de modo que, todos os benefcios e custos em seus

diversos instantes no tempo, sejam trazidos para o presente. A alternativa que oferecer o

maior valor presente lquido ser, dentro deste critrio, a mais atraente.

importante observar que, ao fazer comparao entre alternativas deve-se sempre

levar em considerao somente os aspectos que as diferenciam. Por exemplo, caso haja duas

alternativas que ofeream a mesma produo, porm uma energeticamente mais eficiente do

que a outra, os benefcios auferidos com a produo no devero ser considerados, posto que

so os mesmos para as duas alternativas e, em um momento ou outro, sero cancelados entre

si. Somente a reduo no custo, pela eficincia energtica, deve ser, portanto, considerada [2].

O Valor Presente Lquido pode ser definido como a diferena entre o Valor Presente e

o Investimento realizado no projeto.

Nesse momento, trs definies so importantes:

Projeto financeiro: Aplicao, estudada racionalmente, de recursos poupados

em uma atividade durante um determinado tempo, ao final do qual se espera um retorno;

Investimento: Capital aplicado em um projeto financeiro;

Taxa de atratividade: Representa uma rentabilidade mnima aceitvel de um

investimento. No deve se prender apenas ao valor da taxa de juros, embora seja esta sua mais

forte determinante. a expectativa de rentabilidade, em termos de taxa de juros, que se espera

de um investimento. Na prtica, esta pode ser definida atravs de dois enfoques: ou toma-se a

taxa de juros equivalente maior rentabilidade das aplicaes correntes de pouco risco ou

adota-se o custo do capital mais o risco do investimento.

24

A frmula utilizada para a correo de valores no tempo :

Na qual:

VP Valor Presente (R$);

VF Valor Futuro (R$);

i Taxa de juros (traduz o valor do dinheiro no tempo);

n Perodo (vida til do equipamento, vida contbil, perodo de anlise ou a durao

do fluxo de caixa).

4.2.3. Tempo de Retorno de Capital

O critrio do tempo de retorno de capital, ou payback, , sem dvida, o mais

difundido no meio tcnico para anlise de viabilidade econmica, principalmente devido sua

facilidade de aplicao. Nestes termos, h o chamado payback no descontado, isto , um

procedimento de clculo no qual no se leva em considerao o custo de capital, ou seja, a

taxa de juros. Esta anlise feita apenas dividindo-se o custo da implantao do

empreendimento pelo beneficiamento auferido. Em outras palavras, este critrio mostra

quanto tempo necessrio para que os benefcios se igualem ao investimento.

Onde:

I Custo da Implantao (R$);

A Benefcio (R$)

O tempo de retorno descontado o nmero de perodos que zera o valor lquido

presente, ou anual, do empreendimento. Neste caso, a taxa de juros adotada o prprio custo

de capital.

25

Em que:

IV Investimento (R$);

Ec Economia obtida com o investimento realizado (R$ em 1 ano);

i Taxa de juros (% a.m / % a.a)

4.2.4. Relao Benefcio Custo RBC

A Relao Benefcio Custo (RBC) tem grande importncia na anlise econmica de

um projeto e pode ser calculada de uma maneira simples e objetiva como pode ser vista na

seguinte frmula.

O investimento anualizado o total do investimento com equipamentos. O custo

anualizado de cada equipamento depende da sua vida til e da taxa de juros. J o benefcio

anualizado pode ser calculado da seguinte forma:

Em que:

EE Energia Economizada (MWh / ano);

CEE Custo Evitado de Energia (R$ / MWh);

RDP Reduo de Demanda na Ponta (kW);

CED Custo Evitado de Demanda (R$ / kW)

26

5. O Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio de

Janeiro - CT / UFRJ

Com o objetivo de agregar unidades que tivessem atividades correlatas, o Centro de

Tecnologia iniciou suas atividades na Cidade Universitria com a chegada da Escola de

Engenharia, transferida do centro da cidade do Rio de Janeiro. Com o passar do tempo, a

concepo de Centro comeou a ser atingida com a criao, em 1963, da Coordenao dos

Programas de Ps Graduao em Engenharia (COPPE), depois a Escola de Qumica, do

Instituto de Macro-molculas e do Instituto de Eletrotcnica, hoje j completamente

desativado.

importante ressaltar que institutos bsicos como Fsica, Matemtica e Qumica, que

fazem parte do Centro de Cincias Matemticas e da Natureza, atualmente ocupam reas

dentro do espao fsico do CT.

De uma forma geral, hoje, o conjunto arquitetnico do CT pode ser identificado por

blocos que vo de A a J. Desses, o bloco, I de grandes dimenses e idealizado para

abrigar laboratrios, no teve uma poltica de ocupao de espaos definida de forma

sistemtica e racional, seja pela Escola de Engenharia, pela COPPE ou pela Escola de

Qumica.

Desde a sua concepo, o fornecimento de energia eltrica s unidades do CT deixava

bastante a desejar do ponto de vista de manuteno, uma vez que havia alta freqncia de

quedas de tenso e interrupes de fornecimentos. Tal fato, aliado ao crescimento

desordenado do bloco I, com o passar dos anos, tornou quase insustentvel a continuidade

das atividades. Assim, em 1982, face ao quadro catico, foi executado um levantamento

englobando as 17 subestaes existentes naquela poca, bem como as atividades que estavam

sendo desenvolvidas em locais que poderiam ser os maiores geradores de problemas, o que

27

levou constatao de que o tipo de sistema eltrico empregado no centro era passvel de

muitas falhas.

A partir de tal concluso foram executadas diversas obras visando alterar o

fornecimento em mdia tenso, sendo basicamente tomadas duas providncias:

1. Instalao de dispositivos de desarmamento em carga entrada das

subestaes, assegurando a continuidade do servio, apesar de eventual pane ou falha de

qualquer das 17 subestaes;

2. Implantao de um sistema em anel para atender s subestaes, que se

caracterizasse por promover o fornecimento da energia a uma carga ou subestao por dois

circuitos independentes, garantindo assim certa regularidade tambm no fornecimento de

energia necessria s atividades do centro como um todo.

Entretanto, exatamente por falta de manuteno preventiva, ainda hoje, permanecem

os problemas. Alm disso, a deficincia de recursos, aliada ausncia de cultura de

planejamento do uso da energia, faz com que no haja ainda um sistema de distribuio que

atenda s necessidades de manuteno e promova a confiabilidade no CT.

Em resumo, a manuteno extremamente precria ao longo do tempo e a no

existncia de uma poltica de ocupao dos espaos, constituem as principais causas ao

desenvolvimento desordenado das unidades acadmicas que compem o CT.

28

Figura 2- Localizao do Centro de Tecnologia no Campus da UFRJ

Fonte: PEREIRA;VIEIRA,2005.

A partir de uma edificao denominada Seccionadora Principal, localizada atrs do

bloco A, o Centro de Tecnologia recebe energia em mdia tenso (13,8k V) da

concessionria. Essa alimentao feita atravs de dois circuitos subterrneos, sendo um

principal e o outro reserva. Logo aps os circuitos de alimentao encontram-se os

equipamentos de comando e proteo, composto por disjuntores, chaves e rels. Aps esses

equipamentos, est localizada a medio nica para o Centro (medidor da concessionria),

que mede as principais grandezas fsicas necessrias ao monitoramento e faturamento das

contas. Logo em seguida vm os equipamentos seccionadoras em que, atravs de trs sadas

em sistema radial e mais seis cabines seccionadores em sistema em anel, feita a separao

dos circuitos para os blocos, ainda em mdia tenso. Essa distribuio pode ser vista a seguir

no diagrama simplificado de blocos do sistema e na localizao aproximada das subestaes

no prdio do CT.

29

Figura 3- Seccionadora Principal do CT-UFRJ.

Fonte:PEREIRA;VIEIRA,2005.

Figura 4-Localizao Aproximada das Subestaes do CT-UFRJ.

Fonte: PEREIRA; VIEIRA, 2005.

30

Os circuitos atendem s 22 subestaes abaixadoras, a maioria de 13.800-

220/127 V, distribudas ao longo dos blocos A a J, que alimentam basicamente as

cargas dos blocos onde esto ligadas.

A tabela a seguir mostra a potncia instalada das 22 subestaes do Centro de

Tecnologia.

Tabela 5.1- Potncia Total das Subestaes do Centro de Tecnologia.

SubestaoNmero de

transformadores

Potncia Total

(k VA)Subestao

Nmero de

transformadores

Potncia Total

(k VA)

A1 2 450 E1 2 600

A2 2 412,5 E2 2 600

A3 3 875 E3 2 800

A4 3 900 F1 2 450

B1 2 300 F2 6 825

B2 1 225 G1 2 300

C1 2 300 G2 2 300

C2 5 1400 H1 4 1025

C3 2 1250 H2 3 562,5

D1 2 300 H3 5 900

D2 4 863,5 J1 3 950

Potncia instalada das subestaes

Fonte: PEREIRA; VIEIRA, 2005.

5.1. Consumo de Energia Eltrica no CT

Analisando-se o consumo de energia no CT faturado junto concessionria de energia

eltrica nos ltimos cinco anos, verifica-se que ao longo do perodo este consumo vem

aumentando.

31

Tabela 5.1.1- Consumo de Energia Eltrica no CT nos ltimos 05 Anos.

Ano 2004 Ano 2005 Ano 2006 Ano 2007 Ano 2008 Ano 2009

Janeiro 761.848 1.153.427 1.369.339 1.184.756 1.335.963 1.147.468

Fevereiro 1.125.035 915.697 1.493.189 1.380.715 1.273.702 1.411.413

Maro 1.248.431 1.416.295 1.516.484 1.604.670 1.639.603 1.650.823

Abril 1.290.269 1.540.421 1.475.351 1.795.128 1.373.645 1.632.360

Maio 1.131.795 537.232 1.223.594 1.363.056 1.984.612 1.376.747

Junho 924.445 689.933 1.176.876 1.192.170 1.247.698 1.333.046

Julho 996.579 1.090.162 1.054.169 1.153.727 1.235.192 1.291.103

Agosto 884.880 1.066.012 1.199.606 1.173.355 1.268.376 1.172.452

Setembro 969.421 1.862.285 1.157.077 1.397.009 1.397.406 1.427.278

Outubro 1.175.874 1.260.163 1.291.588 1.434.460 1.373.170 1.473.995

Novembro 1.148.609 1.270.492 1.279.094 1.377.327 1.553.766 1.706.149

Dezembro 1.238.468 1.260.687 1.453.815 1.448.580 1.385.573 1.732.674

Total 12.895.654 14.062.806 15.690.182 16.504.953 17.068.706 17.355.508

MsConsumo (kWh)

Fonte: FEGELC,UFRJ

Figura 5 - Evoluo do Consumo de Energia Eltrica nos ltimos 5 anos.

Fonte: FEGELC, UFRJ

Tomando-se como base o ano de 2009, o consumo mdio mensal de 1.446.292 kWh.

Co

nsu

mo

(kW

h)

Ano

32

5.1.1. Tarifao

De acordo com o seu nvel de tenso (13,8kV), o Centro de Tecnologia est

enquadrado no subgrupo A4 (tenso de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV).

O CT, especificamente, est enquadrado na tarifa horosazonal verde, que exige um

contrato especfico com a concessionria na qual estabelecida a demanda preterida pelo

consumidor independente da hora do dia (ponta ou fora de ponta). A conta de energia eltrica

composta da soma de parcelas referentes ao consumo (na ponta e fora dela), demanda e

ultrapassagem.

No anexo 1 podem-se verificar os registros contidos na fatura de energia eltrica

emitida pela concessionria ao longo do ano de 2009. A partir destes registros podemos dizer

que:

O consumo na ponta relativamente baixo em relao ao consumo fora da ponta,

porm o valor da sua tarifa nove vezes maior, onerando em muito a fatura de energia. Por

exemplo, no ms de abril houve o maior consumo na ponta registrado no ano (140.664kWh),

que representou um aumento de 36% na fatura;

Nos meses de Fevereiro, Maro, Abril, Maio, Setembro e Outubro, nota-se que o valor

da demanda medida excedeu em mais de 10% a demanda contratada, acarretando no

pagamento de demanda de ultrapassagem que possui tarifa trs vezes mais elevada em relao

tarifa da demanda contratada;

Ao longo de todo ano houve o consumo de energia reativa por conta do fator de

potncia abaixo do estabelecido segundo as normas (

33

6. PROPOSTA TCNICA

A partir das condies atuais de consumo de energia da instalao e dos potenciais de

economia realizveis, proposta a instalao de um sistema fotovoltaico de energia eltrica

conectado rede para reduzir os custos de energia no horrio de ponta e demanda de

ultrapassagem.

6.1. Sistema Fotovoltaico de Energia Conectado Rede SFCR

O Sistema Fotovoltaico Conectado Rede dispensa o uso de baterias e injeta energia

de forma sincronizada, diretamente rede eltrica, a partir de um inversor que realiza a

converso de tenso/corrente cc produzidas pelo painel fotovoltaico para tenso /corrente

compatveis com a rede eltrica.

Figura 6 Diagrama Esquemtico do Sistema Fotovoltaico Conectado Diretamente

Rede Eltrica

Fonte:Zillas, 2008A .

34

Existem dois tipos de configuraes para a instalao do SFCR: sistemas centralizados

e distribudos.

Os sistemas fotovoltaicos distribudos podem ser instalados de forma integrada

edificao ou na fachada do prdio, portanto, prximos ao ponto de consumo. Conta com uma

configurao diferente da que conhecemos atualmente: painis, controladores de carga,

baterias e inversores CC CA. Por serem conectados diretamente rede eltrica, dispensam a

necessidade de uso de controladores de carga e baterias, sendo, assim, compostos apenas

pelos painis fotovoltaicos e um inversor CC CA. O inversor , portanto, um equipamento

que deve ser instalado entre o sistema gerador fotovoltaico e o ponto de fornecimento rede,

que opera como um back-up.

Figura 7 Exemplo de Sistema FotovoltaicoDistribudo Conectado Rede

Fonte: IEA-PVPS, 2006.

A gerao distribuda tem vantagem sobre a gerao central, pois, devido a sua

proximidade junto carga, economiza investimentos em transmisso e reduz as perdas nestes

sistemas, melhorando a estabilidade do servio de energia eltrica.

Porm o investimento neste tipo de sistema ainda possui um custo elevado, e no Brasil

no existe uma legislao que incentive seu uso. Vale ressaltar que o avano tecnolgico tem

35

trazido ganhos de qualidade e eficincia, alm de novas descobertas contriburem para

baratear os custos.

6.1.1. Caractersticas do Sistema Fotovoltaico.

A partir de consulta ao fornecedor Solar Brasil, a placa fotovoltaica escolhida, modelo

KD135SX-UPU da marca Kyocera, possui as seguintes caractersticas:

A eficincia de converso das clulas superior a 16%;

As clulas so encapsuladas entre as camadas de vidro temperado como cobertura,

acetato de vinil etilnico e polivinil fluordrico como fundo, para dar a mxima proteo

contra as severas condies ambientais;

O laminado resultante encapsulado em uma moldura de alumnio anodizado que

oferece uma estrutura mais rgida e de fcil instalao.

Tabela 6.1.1.1 Especificaes Eltricas

#

Condies

Padres de Teste

(*CPT)

Teste com 800W/m2,TNOC

Espectro de Massa de ar 1,5

Mxima Potncia 135 W 95W

Tolerncia +5% / -5% -

Voltagem de Mxima Potncia 17,7V 15,7V

Corrente de Mxima Potncia 7,63A 6,10 A

Voltagem de Circuito Aberto 22,1V 20V

Corrente de Curto-Circuito 8,37A 6,79A

Voltagem Mxima do Sistema 600V -

Coeficiente de Temperatura da Corrente (Icc) (5,02 x 10e3)A/C -

Coeficiente de Temperatura da Voltagem (Vca) (-8 x 10e2)V/C -

36

Figura 8 Especificaes Fsicas

Figura 9.a Caractersticas de

Voltagem x Corrente

dos Mdulos Fotovoltaicos em Vrias Temperatura de Clulas.

Figura 9.b Caractersticas de Voltagem x Corrente

dos Mdulos Fotovoltaicos em

Vrios Nveis de Irradiao.

37

6.1.2. Clculo da Estimativa de Energia a ser Produzida pelo

SFCR.

A cidade do Rio de Janeiro est na latitude (S) 22,92 e longitude (W) 43,17 e possui

uma irradiao solar diria mdia mensal conforme a figura 10. Vale ressaltar a aleatoriedade

da radiao solar, pois por mais que se obtenham dados sobre o comportamento da radiao,

no se pode assegurar a repetio desse comportamento no futuro.

Figura 10 Radiao Diria Mdia na Cidade do Rio de Janeiro

Fonte: Cressesb,CEPEL

38

Figura 11 - Radiao Solar Mdia Mensal e Anual no Plano Inclinado na Cidade do Rio de

Janeiro.

Fonte: Cressesb,CEPEL

Como se pode verificar na tabela 1, a mdia anual de irradiao no plano inclinado,

4,72 kWh/m2

dia, superior ao plano horizontal, 4,54 kWh/m2

dia, atestando que a inclinao

dos mdulos em um ngulo igual ao da latitude do local de instalao proporciona uma maior

produo de energia para sistemas conectados diretamente rede eltrica de distribuio.

A partir dos dados da tabela 6.1.2.2, possvel calcular a energia gerada mensalmente

a partir do sistema fotovoltaica.

A energia passvel de ser produzida, medida em kWh, foi calculada utilizando-se a

equao abaixo:

39

Na qual:

Eg energia produzida pelo gerador fotovoltaico de energia, em kWh.

P potncia nominal do gerador fotovoltaico, em kW.

HSP o nmero de horas de sol pleno em mdia diria a uma intensidade de 1.000 W/ m2

equivalente a energia total diria incidente sobre a superfcie do gerador em 4,54 kWh/m2,

dado em horas.

CC/CA - rendimento do inversor de corrente contnua para corrente alternada.

40

Para o clculo da energia gerada pelo conjunto fotovoltaico, foi considerado valores de

radiao solar diria mdia mensal do Rio de Janeiro para um plano inclinado de 23

com

rendimento mdio do inversor em 95% (dados do fabricante Kyocera). Para base do clculo

da energia produzida mensalmente e no horrio de ponta,foram considerados os valores de 8

horas e 3 horas, respectivamente para estimativa da produo mensal.

Tabela 6.1.2.2 - Clculo Mensal da Energia Produzida por Meio de um Sistema de 10 kW

com Mdulos Fotovoltaicos no Rio de Janeiro.

Potncia Instalada Irradiao solar Rendimento do

inversor

Energia produzida

Mensalmente

Energia produzida

Horrio de Ponta

Mensalmente

(17:30h at 20:30h)

(kW) (kWh/m2*dia) (%) (kW/h) (kW/h)

Janeiro 31 10 4,83 95 474,15 177,80

Fevereiro 28 10 4,98 95 441,56 165,59

Maro 31 10 5,26 95 516,36 193,63

Abri l 30 10 4,76 95 452,20 169,58

Maio 31 10 4,18 95 410,34 153,88

Junho 30 10 3,7 95 351,50 131,81

Julho 31 10 4,03 95 395,61 148,35

Agosto 31 10 4,73 95 464,33 174,12

Setembro 30 10 5,44 95 516,80 193,80

Outubro 31 10 4,64 95 455,49 170,81

Novembro 30 10 5,14 95 488,30 183,11

Dezembro 31 10 4,94 95 484,94 181,85

5.452 2.044

Ms Dias

Total

Podemos inferir que um sistema fotovoltaico de energia com potncia nominal de 10

kW ir produzir anualmente 5.452 kWh. Deste total, cerca de 40% poder ser utilizado para

atender a demanda no horrio de ponta e o restante para mitigar a demanda de ultrapassagem.

41

6.1.3. Gastos com Instalao

Para a instalao do sistema solar fotovoltaico conectado a rede de 10kW de potncia,

foram consultados 03 fornecedores e a proposta tcnica vencedora apresentou os seguintes

valores, conforme dados em tabela abaixo:

Tabela 6.1.3.1- Custos da aquisio do sistema fotovoltaico emitido pelo fornecedor Solar

Potncia do Sistema 1 KW 2 KW 3 KW 4 KW 5 KW 10 KW

N de mdulos solares 20 16 24 30 38 77

Mdulos solares indicados KC 50 KD 135 KD 135 KD 135 KD 135 KD 135

Potncia Instalada (W) 1.080 2.160 3.240 4.050 5.130 10.395

Inversor Xantrex GT 2.8 GT 2.8 GT 3.3 GT 4.0 GT 5.0 GT 5.0 x 2

Custo Mdulos Solares (R$) 14.600,00 20.800,00 31.200,00 39.000,00 49.400,00 100.100,00

Custo Inversor (R$) 6.746,60 6.746,60 8.468,80 9.464,20 11.723,60 23.447,20

Custo Total (R$) 21.346,60 27.546,60 39.668,80 48.464,20 61.123,60 123.547,20

Eficincia do sistema 95% 95% 95% 95% 95% 95%

Gerao mxima mensal (KWh) 154 308 462 577 731 1.481

Garantia dos Mdulos 20 anos 20 anos 20 anos 20 anos 20 anos 20 anos

Garantia do inversor 10 anos 10 anos 10 anos 10 anos 10 anos 10 anos

Gerao em 15 anos (KWh) 27.702 55.404 83.106 103.883 131.585 266.632

Custo do KWh/ms (R$) 0,77 0,50 0,48 0,47 0,46 0,46

Fonte: Solar Brasil,2011

Os gastos referentes infraestrutura no so contabilizados pelo fornecedor em sua

proposta e a idia utilizar mo de obra da equipe de manuteno do CT para realizar a

instalao e todo o material necessrio ser comprado pelo setor de suprimento do CT. O

custo com instalao e material para o estudo preliminar foi estimado em R$10.000,00, 10%

do valor do sistema para efeito de clculo.

Logo, o custo total para a instalao de um sistema fotovoltaico conectado rede de

10kW para produo de energia eltrica de R$ 133.547,20, perfazendo um valor de R$

13,35 por W (watt) instalado.

42

6.1.4. Estimativas de Reduo de Consumo na Ponta e

Demanda de Ultrapassagem.

A partir da tabela 6.1.2.2, possvel afirmar que o sistema fotovoltaico de energia

produzir anualmente 5.452 kWh. No anexo 1, encontram-se os valores registrados nas

faturas de energia durante o ano de 2009.Os valores da coluna Consumo na Ponta so

somados para termos o total do consumo anualizado. A partir do valor estimado para energia

produzida pelo sistema fotovoltaico, verifica-se a reduo de 0,14% do consumo na ponta e,

em relao demanda de ultrapassagem, o sistema capaz de reduzir a demanda em 70%,

conforme registros nas tabelas 6.1.4.1 e 6.1.4.2.Os clculos foram realizados da seguinte

forma:

+

Tabela 6.1.4.1 Estimativa de Reduo de Consumo no Horrio de Ponta

anualmente.

#

Consumo ponta

(kWh)

anualizado

Energia anual

gerada pelo

SFCR (kWh)

Economia de

consumo (% )

Economia

em R$

Total 1.426.372,00 2.044,34 0,14% 3864,14

Tabela 6.1.4.2 Estimativa de Reduo de Demanda de Ultrapassagem anualmente.

#

Demanda

ultrapassagem

(kWh) anualizado

Energia anual

gerada pelo

SFCR (kWh)

Economia de

demanda (% )

Economia

em R$

Total 4.855,50 3.407,23 70,17% 110227,64

43

6.1.5. Relao Benefcio Custo e Tempo de Retorno

A partir do significado terico apresentado na seo 4.2.1, valores finais calculados

para relao benefcio custo sero apresentados nas tabelas a seguir a fim de uma anlise

econmica preliminar da viabilidade quanto instalao do sistema fotovoltaico de energia.

Os custos envolvidos so referentes aquisio do sistema fotovoltaico de 10kW conforme a

seo 6.1.3. A vida til do sistema considerada de 15 anos.

Tabela 6.1.5.1 - Valor da RBC do SFCR para consumo na ponta

#Benefcio

anualizado

Custo

anualizado

Total 3.864,14 18.236,48

Reduo de Consumo (kWh)

Anual RBC 0,2118905

2.044,34

Tabela 6.1.5.2 - Valor da RBC do SFCR para demanda de ultrapassagem

#Benefcio

anualizado

Custo

anualizado

Total 110.227,64 18.236,48

Demanda ultrapassagem (kWh)

anual RBC 6,0443484

3.407,23

O tempo de retorno simples, tabelado a seguir, utilizado para analisar o tempo em

que o benefcio se iguala ao investimento (seo 4.2.3). Para efeito de clculo, levado em

considerao o custo anualizado sobre o benefcio anualizado.

[Para

Consumo na Ponta]

[Para Demanda de

Ultrapassagem]

Tabela 6.1.5.3 Tempo de Retorno Simples

Tempo de retorno simples (anos)

# Na ponta Demanda de

ultrapassagem

4,72 0,17

44

Vale lembrar que o custo e benefcio apresentados na tabela acima so em relao ao

perodo de um ano, ou seja, so benefcios e custos anualizados. Alm disso, a tarifa de

ultrapassagem cobrada toda vez que a demanda contratada ultrapassada em mais de 10%

de seu valor.

45

7. CONCLUSO

O objetivo do trabalho foi orientao quanto implantao de um sistema

fotovoltaico de energia eltrica conectado rede de baixa tenso para atender o consumo na

ponta e a demanda de ultrapassagem no Centro de Tecnologia da UFRJ. A partir das faturas

registradas pela concessionria no ano de 2009, foi analisado o potencial de energia

economizada e reduo do custo da fatura, assim como o investimento necessrio para a

implantao e tempo mdio de retorno do projeto de eficincia.

A partir de consulta a fornecedores, estabeleceu-se a proposio de um sistema

fotovoltaico de energia eltrica de 10kW conectado rede, com o objetivo se fazer uma

anlise preliminar. A partir dos dados de irradiao mdia solar da cidade do Rio de Janeiro

foi possvel estimar a energia mensal produzida pelo sistema fotovoltaico em um total de

5.452 kWh por ano.

Tomando-se como base somente o consumo na ponta e fora da ponta, o consumo na

ponta representa 8% do consumo total registrado no ano analisado, porm em relao ao custo

global o aumento da ordem de trs vezes mais, uma vez que a tarifa de energia no horrio de

ponta trs vezes maior em relao tarifa fora da ponta. De acordo com a tabela 6.1.5.1, a

instalao do sistema fotovoltaico de energia eltrica conectado rede proposto trar uma

reduo anual de R$ 3.861,14 na fatura de energia em relao ao consumo na ponta.O valores

encontrados nas tabelas 6.1.5.1, 6.1.5.2 e 6.1.5.3,para consumo na ponta, o tempo de retorno

de 4 anos e 8 meses e a RBC de 0,2 que no est de acordo com os padres da Aneel (RBC

maior que 1) mas como o objetivo do trabalho a reduo do consumo de energia, o critrio

vlido.

46

Ao analisarmos a demanda de ultrapassagem registrada ao longo do ano, verificamos

que a demanda ultrapassada mais freqentemente no perodo mido onde os nveis de

temperatura so mais elevados. No CT - UFRJ, o nvel da temperatura elevado aumenta o uso

de aparelhos de climatizao, justificando a ultrapassagem da demanda contratada que

acarretou na demanda excedente de 4.855,50 kWh, acarretando num acrscimo de R$

346.978,53, conforme anexo 1. O sistema fotovoltaico de energia eltrica conectado rede

capaz de suprir, anualmente, toda a demanda ultrapassada e, ainda, acarretar numa reduo

em torno de 6% ao ano na fatura de energia ao permitir que 8.378,00 kWh deixem de ser

faturados.

No Brasil, a existncia deste tipo de sistema se restringe aos laboratrios e centros de

pesquisa, uma vez que mesmo com a existncia de uma regulamentao especfica (RN

ANEEL No 390/2009), barreiras so encontradas. Algumas delas so a falta de recursos

especializados na tecnologia, aliada falta de interesse por parte das concessionrias em lidar

com essa nova questo.

A relao custo benefcio e o tempo de retorno do investimento demonstram que,

econmica e financeiramente, o investimento inicial do projeto pago ao longo de sua vida

til. Contudo, o investimento inicial cria mais um empecilho ao estmulo quanto

implantao deste tipo de gerao de energia.

Assim, demonstrou-se que o projeto tecnicamente vivel quanto sua implantao

mostrando-se uma soluo para a oferta de energia de forma limpa, alm de promover maior

diversificao da matriz energtica e postergar investimentos no aumento da capacidade do

sistema de distribuio, por exemplo.

Como trabalhos futuros sugere-se o estudo mais detalhado da implantao levando em

conta as questes da ligao das placas ao sistema eltrico e da proteo contra o ilhamento.

47

8. Bibliografia:

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[2] - Eletrobrs / PROCEL, 2006 Conservao de Energia: Eficincia Energtica em

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[4] - POOLE;HOLLANDA;TOLMASQUIM - ano 1998.

[5] GELLER ano 2003

[6] - VARGAS JR- ano 2006.

[7] Green Building & Human Experience Junho, 2010. Disponvel em www.usgbc.org.br

[8] - CRESSESB - ano 2000.

[9] - GREEN - ano 2000.

[10] Kats ano 2003.

[11] Tavares ano 2006.

48

[12] EPE Plano Nacional de Energia 2030 ano 2007. Disponvel em www.epe.gov.br

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ANEEL Resoluo normativa ANEEL nmero 390 2009 Disponvel em

www.aneel.gov.br

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Em: http://www.cte.com.br ,acessado em 01/05/2011.

EPE- Resenha Mensal do Mercado de Energia Eltrica Julho de 2010 Disponvel em

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CEPEL,2003 Um ano e meio de operao do sistema fotovoltaico conectado a rede do

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| N 02.

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EPE Balano Energtico Nacional, 2010. Disponvel em www.epe.gov.br.

JNIOR, Orlando Lista; Sistemas Fotovolticos conectados a rede: Estudo de caso 3kW

instalados no estacionamento do IEE SP So Paulo,2005.

PALO, Paulo Rogrio; Estudo da Viabilidade da Construo de edifcios Inteligentes

Sustentveis, So Paulo, 2006

EPE Boletim Energtico Nacional 2010, ano base 2009. Disponvel em: www.epe.gov.br

Pgina oficial do INEE. Disponvel em www.inee.org.br.

Pgina oficial do MME. Disponvel em www.mme.gov.br

50

Anexo 1 Tabela de Dados Faturamento de Energia

Energia Eltrica Faturada em 2009.

Energia Eltrica Contratada em 2009.

#Consumo

ponta (kWh)Tarifa Valor a pagar

Consumo fora

ponta (kWh)Tarifa Valor a pagar

Demanda

medida

(kWh)

TarifaValor a

pagar

Demanda

contratada

(kWh)

TarifaValor a

pagar

Demanda

ultrapassagem

(kWh)

TarifaValor a

pagar

Demanda

Ociosa

(kWh)

TarifaValor a

pagar

UFER

Ponta

(kWh)

TarifaValor a

pagar

UFER Fora

Ponta

(kWh)

TarifaValor a

pagar

Valor total

da fatura

Janeiro 84100 1,96 164735,52 1063368 0,21 229183,26 4873 - - 4700 18,68 91.046,55 - - - - - - 11.722,00 1,96 22.961,11 82.512,00 0,21 17.783,47 525.709,91

Fevereiro 102453 1,94 199228,76 1308960 0,21 280066,91 5192,6 - - 4700 18,54 87.176,83 492,6 55,64 27410,62 - - - 8.763,00 1,94 17.040,41 49.032,00 0,21 10.490,96 621.414,49

Maro 141631 1,94 275839,79 1509192 0,21 323408,29 6177,6 - - 4700 18,57 87.311,68 1477,6 55,73 82347,92 - - - 7.234,00 1,94 14.088,90 53.136,00 0,21 11.386,64 794.383,22

Abril 140664 1,94 272607,14 1491696 0,21 318084,6 5564,2 - - 4700 18,48 86.881,64 864,2 55,45 47925,39 - - - 7.318,00 1,94 14.182,30 50.328,00 0,21 10.731,79 750.412,86

Maio 114227 1,98 226743,07 1262520 0,23 296328 4993,9 - - 4100 18,6 76271,69 893,9 55,8 49887,26 - - - 7.757,00 1,98 15.397,81 64.800,00 0,23 15.209,33 679.837,63

Junho 120422 1,95 235358,25 1212624 0,23 280233,2 5132,2 - - 4750 18,32 94002,93 0 - - - - - 8.221,00 1,95 16.067,50 57.024,00 0,23 13.178,05 638.839,93

Julho 114119 1,86 213298,51 1176984 0,22 260123,36 3974,4 - - 4750 17,51 83199,59 0 - - 775,6 - 13585,18 7.990,00 1,87 14.934,02 58.536,00 0,22 12.936,95 584.492,43

Agosto 103468 1,81 187588,07 1068984 0,21 229168,23 4458,2 - - 4750 16,98 80701,42 0 - - 291,8 - 4957,62 8.119,00 1,81 14.719,79 54.216,00 0,21 11.622,80 523.800,31

Setembro 124150 1,83 227867,34 1303128 0,21 282817,65 5313,6 - - 4750 17,19 81699,12 563,6 51,59 29081,45 0 - - 7.344,00 1,83 13.479,32 53.568,00 0,21 11.625,85 646.570,73

Outubro 123563 1,83 226300,35 1350432 0,21 292451,3 5313,6 - - 4750 17,16 81522,74 563,6 51,48 29018,66 0 - - 6.884,00 1,83 12.607,75 55.296,00 0,21 11.974,97 653.875,77

Novembro 126325 1,85 234181,03 1579824 0,22 352952,02 4750 - - 4750 17,02 80864,15 0 51,07 81307,23 0 - - 6.957,00 1,85 12.896,87 41.688,00 0,22 9.313,61 771.514,91

Dezembro 131250 1,82 239576,05 1601424 0,21 335883,89 5050 - - 5050 16,62 83.973,00 0 49,9 0 0 - 0 7.305,00 1,82 13.334,12 39.744,00 0,21 8.335,94 681.713,26

Total 1.426.372,00 - 2.703.323,88 15.929.136,00 - 3.480.700,71 - - - - - 1.014.651,34 4.855,50 - 346.978,53 - - 18.542,80 95.614,00 - 181.709,90 659.880,00 - 144.590,36 7.872.565,45

Perodo mido

Perodo seco

Fonte:Elaborao prpria a partir dos dados encontrados na fatura de energia eltrica emitida pela concessionria de energia eltrica no ano de 2009

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Energia e Valor Economizado Consumo na Ponta

#Consumo ponta

(kWh)Tarifa Valor a pagar

Energia

gerada

pelo SFCR

(kWh)

Valor

Economizado

(R$)

Janeiro 84.100,00 1,96 164.735,52 177,80 348,50

Fevereiro 102.453,00 1,94 199.228,76 165,59 321,23

Maro 141.631,00 1,94 275.839,79 193,63 375,65

Abril 140.664,00 1,94 272.607,14 169,58 328,98

Maio 114.227,00 1,98 226.743,07 153,88 304,67

Junho 120.422,00 1,95 235.358,25 131,81 257,03

Julho 114.119,00 1,86 213.298,51 148,35 275,94

Agosto 103.468,00 1,81 187.588,07 174,12 315,16

Setembro 124.150,00 1,83 227.867,34 193,80 354,65

Outubro 123.563,00 1,83 226.300,35 170,81 312,58

Novembro 126.325,00 1,85 234.181,03 183,11 338,76

Dezembro 131.250,00 1,82 239.576,05 181,85 330,97

Total 1.426.372,00 - 2.703.323,88 2.044,34 3.864,14

52

Energia e Valor Economizado Demanda de Ultrapassagem

#

Demanda

ultrapassagem

(kWh)

Tarifa Valor a pagar

Energia

gerada

pelo SFCR

(kWh)

Valor

Economiza

do (R$)

Janeiro 0 - - 296,34

Fevereiro 492,6 55,64 27.410,62 275,98 15.355,25

Maro 1477,6 55,73 82.347,92 322,72 17.985,35

Abril 864,2 55,45 47.925,39 282,63 15.671,56

Maio 893,9 55,8 49.887,26 256,46 14.310,49

Junho 0 - - 219,69 -

Julho 0 - - 247,26 -

Agosto 0 - - 290,21 -

Setembro 563,6 51,59 29.081,45 323,00 16.663,57

Outubro 563,6 51,48 29.018,66 284,68 14.655,50

Novembro 0 51,07 81.307,23 305,19 15.585,93

Dezembro 0 49,9 0,00 303,09 -

Total 4.855,50 346.978,53 3.407,23 110.227,64

53

Anexo 2 Definies e Siglas Principais.

Carga Instalada

a soma das potncias nominais dos equipamentos eltricos instalados na unidade

consumidora, em condies de entrar em funcionamento, expressa em quilowatts (kW).

Demanda

a mdia das potncias eltricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema eltrico pela

parcela da carga instalada em operao na unidade consumidora, durante um intervalo de

tempo especificado.

Demanda Contratada

a demanda de potncia ativa a ser obrigatria e continuamente disponibilizada pela

concessionria, no ponto de entrega, conforme valor e perodo de vigncia fixados no contrato

de fornecimento e que dever ser integralmente paga, seja ou no utilizada durante o perodo

de faturamento, expressa em quilowatts (kW).

Demanda de Ultrapassagem

a parcela da demanda medida que excede o valor da demanda contratada, expressa

em quilowatts (kW).

Demanda Medida

a maior demanda de potncia ativa, verificada por medio, integralizada no

intervalo de 15 (quinze) minutos durante o perodo de faturamento, expressa em quilowatts

(kW).

Energia Eltrica Ativa

a energia eltrica que pode ser convertida em outra forma de energia, expressa em

quilowatts-hora (kWh).

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Energia Eltrica Reativa

a energia eltrica que circula continuamente entre os diversos campos eltricos e

magnticos de um sistema de corrente alternada, sem produzir trabalho, expressa em

quilovolt-ampere-reativo-hora (kvarh).

Tarifa

o preo da unidade de energia eltrica e / ou da demanda de potncia ativa.

Estrutura Tarifria Convencional

a estrutura caracterizada pela aplicao de tarifas de consumo de energia e / ou

demanda de potncia independentemente das horas de utilizao do dia e dos perodos do ano.

At 1981 era o nico tipo de tarifa convencional.

Estrutura Tarifria Horosazonal

a estrutura caracterizada pela aplicao de tarifas diferenciadas de consumo de

energia eltrica e de demanda de potncia de acordo com as horas de utilizao do dia e dos

perodos do ano, conforme a seguinte especificao:

Horrio de Ponta (P)

o perodo definido pela concessionria e composto por 3 (trs) horas

dirias consecutivas, execuo feita aos sbados, domingos e feriados nacionais,

considerando as caractersticas do seu sistema eltrico. A concessionria LIGTH -

Servios de Eletricidade S.A. define o intervalo de 17h30min s 20h30min para o

horrio de ponta.

Horrio Fora da Ponta (F)

o perodo composto pelo conjunto das horas dirias consecutivas e

complementares quelas definidas no horrio de ponta.

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Perodo mido (U)

o perodo de 5 (cinco) meses consecutivos, compreendendo os

fornecimentos abrangidos pelas leituras de dezembro de um ano a abril do ano

seguinte.

Horrio Seco (S)

o perodo de 7 (sete) meses consecutivos, compreendendo os

fornecimentos abrangidos pelas leituras de maio a novembro.

Fator de Carga

a razo entre a demanda mdia e a demanda mxima da unidade consumidora,

ocorridas no mesmo intervalo de tempo especificado.

Fator de Potncia

a razo entre a energia eltrica ativa e a raiz quadrada da soma dos quadrados da

energia eltrica ativa e reativa, consumidas num mesmo perodo especificado.

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Anexo 3 Grupos Tarifrios

Grupo Tarifrio A

So os consumidores cujo fornecimento de energia em tenso igual ou superior a 2,3

kV. Os grupos atendidos hoje pela Light so os seguintes:

Tabela A2: Subgrupos do grupo tarifrio A.

Fonte: Resoluo ANEEL n 563/07, de 06/11/2007.

(vigncia a partir de 07/11/2007)

Subgrupos Tenso

A2 88 k V a 138 k V

A3A 30 k V a 44 k V

A4 2,3 k V a 25 k V

AS*(Subterrneo) menos de 2,3 k V